Η εξέλιξη των ενσωματωμένων συστημάτων οδήγησε στη δημιουργία μικροϋπολογιστικών συστημάτων χαμηλού κόστους τα οποία είναι ικανά να καταγράφουν, να αποθηκεύουν και να επεξεργάζονται σήματα Ακουστικής Εκπομπής. Η μέθοδος Ακουστικής Εκπομπής είναι μία από τις μεθόδους Μη Καταστροφικού Ελέγχου με την οποία μπορεί να ελεγχθεί η κατάσταση ενός αντικειµένου, ενός υλικού ή ενός συστήµατος χωρίς να βλάπτεται η κατασκευαστική του αρτιότητα και η µελλοντική του χρησιµότητα και χωρίς να πραγµατοποιείται διακοπή ή βλάβη της δυνατότητας παροχής υπηρεσιών τους. Όταν σε οποιοδήποτε υλικό δηµιουργούνται µηχανικές ταλαντώσεις, χωρίς εξωτερική διέγερση, λόγω αστοχίας του υλικού, το παραγόµενο κύµα τάσης διαδίδεται και είναι δυνατόν να ανιχνευτεί µέσω της χρήσης κατάλληλων αισθητήρων. Το κύµα στον αισθητήρα µετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήµα, το οποίο ψηφιοποιείται και οδηγείται σε κατάλληλα διαµορφωµένο σύστηµα καταγραφής και ανάλυσης δεδοµένων. Η μαθηματική επεξεργασία του σήματος αυτόυ προκειμένου να μετρηθεί, να φιλτραριστεί, να ψηφιοποιηθεί και να μπορούν να παραχθούν συμπεράσματα για την κατάσταση του υλικού, τη φύση και τη θέση της ενδεχόμενης βλαβης λέγεται Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος. Οι αλγόριθμοι για την ψηφιακή επεξεργασία των σημάτων τρέχουν σε ενσωματωμένα συστήματα, όπως ο μικροελεγκτής ADuC 7020 με τον οποίο πραγματοποίθηκε η παρούσα διπλωματική εργασία. Ο κατάλληλος προγραμματισμός του μικροελεγκτή για τη συγκεκριμένη λειτουργία είναι το κύριο κομμάτι που μας απασχόλησε. Η εν λόγω εργασία χωρίζεται σε 4 κεφάλαια. Το πρώτο κεφάλαιο περιλαμβάνει μία γενική επισκόπηση των μεθόδων μη καταστροφικού ελέγχου και μία πιο αναλυτική περιγραφή της μεθόδου της Ακουστικής Εκπομής, του συστήματος καταγραφής τέτοιων δεδομένων και των σήµατα Ακουστικής Εκποµπής. Το δεύτερο κεφάλαιο αποσαφηνίζονται οι βασικές έννοιες των μικροεπεξεργαστών, των μικροϋπολογιστών, των μικροελεγκτών και των Ενσωματωμένων Συστήμάτων. Επίσης γίνεται μία βασική περιγραφή του υλικού πού χρησιμοποιήθηκε για την εκπόνηση της εργασίας: της οικογένειας μικροεπεξεργαστών ARΜ και του ARM7TDMI, της οικογένεια μικροελεγκτών ADuC702X και του ADuC7020 και της αναπτυξιακή συσκευή της Olimex για τον Aduc7020 της ADUC-MT7020. Επιπλέον, γίνεται και ανάλυση των στοιχειωδών χαρακτηριστικών του περιβάλλοντος μVision της Keil που μας επιτρέπει να προγραμματίσουμε το υλικό μας, αλλά και να κάνουμε προσομοιώσεις χωρίς το υλικό και τα προβλήματα του πραγματικού κόσμου. Το τρίτο κεφάλαιο αφορά την Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος και ότι αυτή περιλαμβάνει, δηλαδή την αναλογική σε ψηφιακή μετατροπή, την επεξεργασία με ψηφιακά φίλτρα, την επεξεργασία στο πεδίο της συχνότητας, τους αντίστοιχους αλγόριθμους και τον αλγόριθμο GOERTZEL ο οποίος εν προκειμένω χρησιμοποιήθηκε. Το τέταρτο κεφάλαιο πραγματεύεται την επεξεργασία σημάτων με τον ADuC7020, τον προγραμματισμό του καθώς και τον προγραμματισμό των περιφερειακών του. Δίνονται παραδείγματα εφαρμογών με αλγόριθμους κατάλληλους για την μέθοδο της ακουστικής εκπομπής μαζί με τα αντίστοιχα αποτελέσματα πειραματικών μετρήσεων σε υλικό και στον προσομοιωτή και τα αντίστοιχα συμπεράσματα. Τέλος δίνονται ολόκληρα τα προγράμματα των εφαρμογών στο παράρτημα. Σημειώνουμε εδώ πως ο προγραμματισμός του μικροελεγκτή και των περιφερειακών του έγινε σε γλώσσα προγραμματισμού C. / The evolution of embedded systems has led to the creation of low cost microcomputer systems which are able to record, store and process acoustic emission signals. The Acoustic Emission method is one of the non-destructive testing methods by which we can control the state of an object, material or system without damaging the constructional integrity and future usefulness and without interrupt or damage their ability to provide services. When in any material mechanical vibrations are generated without external stimulation, due to failure of the material, the output tension wave propagates and can be detected through the use of appropriate sensors. The wave of the sensor is converted into an electrical signal, which is digitized and driven in an appropriately configured system for recording and analyzing data. The mathematical processing of those signals to be measured, filtered, digitized and be able to give us conclusions about the state of the material, the nature and location of any damage called Digital Signal Processing. The algorithms for digital signal processing are running in embedded systems like the microcontroller ADuC 7020 which we used in this thesis. Proper programming of microcontroller for this function is the main piece that occupied us. This paper is divided into 4 chapters. The first chapter provides an overview of the methods of non-destructive testing and a more detailed description of the method of Acoustic Emission, the recording system such data and the Acoustic Emission signals. The second chapter clarifies the basic concepts of microprocessors, microcomputers, microcontrollers and embedded systems. Also is a basic description of the hardware we used for our work: family of microprocessor ARM and ARM7TDMI, family of microcontrollers ADuC702X and ADuC7020 and development device for Olimex Aduc7020, the ADUC-MT7020. Moreover, there is an analysis of the elementary characteristics of the Keil environment μVision wich allows us to programme our material, but also to do simulations without the hardware and the problems of the real world. The third chapter deals with the Digital Signal Processing and that this includes, that is the analog to digital conversion, processing with digital filters, processing in the frequency domain, the corresponding algorithms and algorithm GOERTZEL which in this case was used. The fourth chapter deals with the processing of signals in the ADuC7020, its programming and the programming of peripherals. Examples are given of applications with suitable algorithms for the method of acoustic emission accompanied by the corresponding results of experimental measurements in hardware and in the simulator and the corresponding conclusions. Finally the whole application programs are given in the annex. We note here that the programming of microcontroller and peripherals became in programming language C.

Ο Έλεγχος Δομικής Ακεραιότητας (ΕΔΤ) μέσω Ακουστικής Εκπομπής, αποτελεί ένα σημαντικό εργαλείο της μηχανικής στην έγκαιρη διάγνωση δομικών σφαλμάτων και στην αύξηση της διάρκειας ζωής κτηρίων. Οι σύγχρονες εφαρμογές συστημάτων ΕΔΤ χαρακτηρίζονται από μεγάλο κόστος εφαρμογής και συντήρησης. Χρησιμοποιώντας νέες τεχνολογίες ολοκληρωμένων συστημάτων χαμηλής κατανάλωσης ισχύος, ασύρματης επικοινωνίας, καθώς επίσης και τεχνικών ψηφιακής επεξεργασίας σημάτων και αναγνώρισης προτύπων, μπορεί να δημιουργηθεί ένα σύστημα ΕΔΤ φθηνό και αποδοτικό. Στόχος μας σε αυτή την διπλωματική είναι η υλοποίηση ενός συστήματος ασύρματων αισθητήρων, ικανών να επιτελέσουν έλεγχο δομικής ακεραιότητας μέσω ακουστικής εκπομπής, χρησιμοποιώντας μικροελεγκτές LPC2148 και πομποδέκτες nRF24L01. / Structural health monitoring with acoustic emission techniques is an important engineering tool in the diagnosis of structural faults. Modern applications of SHM systems are difficult to implement and cost inefficient. By using new integrated systems technologies, wireless communications, coupled with better techniques in signal processing and pattern recognition, a much more cheap and efficient SHM system may be build. Our target in this thesis, is to implement a wireless sensor system, capable of SHM with acoustic emission, by using LPC2148 microcontrollers and nRF24L01 transceivers.

Τo πρώτο κεφάλαιο, το οποίο είναι και το εισαγωγικό, παρουσιάζει με συντομία στον ενδιαφερόμενο αναγνώστη τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες και τις δυνατότητες των βασικών «συστατικών» αυτής της έρευνας, που δεν είναι άλλα παρά τα υπερκράματα και οι επικαλύψεις αυτών. Στη συνέχεια, στο επόμενο κεφάλαιο, παρουσιάζεται το βασικό πειραματικό εργαλείο αυτής της μελέτης, δηλαδή τα πειράματα θερμομηχανικής κόπωσης καθώς και η συγκεκριμένη πειραματική διάταξη που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί. Το κεφάλαιο αυτό θεωρείται ιδιαίτερα σημαντικό καθώς ασχολείται με τις βασικές παραμέτρους που ελέγχουν τα πειράματα αυτά, καθώς και με τους μηχανισμούς αστοχίας που αναμένεται να ενεργοποιούνται κατά τη διάρκειά τους. Το τρίτο κεφάλαιο μπορεί να θεωρηθεί και αυτό καθαρά εισαγωγικό, όπως και το πρώτο, καθώς ασχολείται με τις βασικές αρχές και ιδιότητες της μεθόδου της Ακουστικής Εκπομπής. Το κεφάλαιο αυτό κλείνει με μια περιγραφή του συστήματος της Ακουστικής Εκπομπής που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη αυτή. Τα τρία αυτά κεφάλαια, είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους και κρίθηκε ότι ήταν απαραίτητο να είναι όσο πιο δυνατό πλήρη καθώς αναφέρονται σε υλικά, ιδιότητες και μεθόδους αρκετά «νέες» και μη ευρέως γνωστές. Η εργασία συνεχίζει στο τέταρτο κεφάλαιο με την παρουσίαση της πρώτης πειραματικής σειράς που ασχολείται με ισόθερμα εφελκυστικά πειράματα υλικών στροβιλοκινητήρων, στη θερμοκρασιακή περιοχή λειτουργίας τους. Με την παράλληλη εφαρμογή της μεθόδου της Ακουστικής Εκπομπής γίνεται προσπάθεια ανίχνευσης και τελικά ανάλυσης των ενεργοποιημένων μηχανισμών αστοχίας καθώς και εντοπισμού των βασικών παραμέτρων απόδοσης των υλικών. Το αναλυτικό μέρος της εργασίας ολοκληρώνεται στο πέμπτο κεφάλαιο, όπου και παρουσιάζονται δύο ανεξάρτητες σειρές πειραμάτων θερμομηχανικής κόπωσης. Στα πειράματα αυτά, προηγείται μια προσπάθεια κατανόησης και ανίχνευσης των μηχανισμών αστοχίας. Στη συνέχεια με την αξιοποίηση των καταγεγραμμένων σημάτων Ακουστικής Εκπομπής επιχειρείται συσχέτιση αυτών των μηχανισμών βλάβης – αστοχίας με ομάδες σημάτων ΑΕ καθώς και η ποσοτικοποίηση της εξέλιξης της βλάβης και του βαθμού της υποβάθμισης του υλικού με την εξέταση της υπογραφής των σημάτων αυτών. Η επεξεργασία και παρουσίαση των αποτελεσμάτων αυτών επιχειρήθηκε να γίνει με τέτοιο τρόπο, που να διασφαλίζει την ανεξαρτησία των παρατηρήσεων και συμπερασμάτων για κάθε πειραματική σειρά αλλά συγχρόνως να εξασφαλίζει και μια συνέχεια των παρατηρήσεων και των εφαρμογών. Η εργασία ολοκληρώνεται στο έκτο κεφάλαιο, με μια συζήτηση πάνω στην ανάλυση αυτών των αποτελεσμάτων, όπου διατυπώνονται οι καινοτομίες της έρευνας καθώς και οι προοπτικές εφαρμογής της σε πιο γενικευμένη και επίσημη βάση και το τί η επιστημονική κοινότητα καθώς και τα στελέχη των σχετικών βιομηχανιών θα μπορούσαν να αναμένουν από αυτή. / -

Η διπλωματική εργασία ασχολείται με τον χαρακτηρισμό σημάτων ακουστικής εκπομπής και της πηγής τους μέσω της επεξεργασίας χαρακτηριστικών παραμέτρων που έχουν εξαχθεί από αυτά. Θεωρητικό υπόβαθρο της εργασίας είναι οι επιστημονικές περιοχές της Αναγνώρισης Προτύπων, Τεχνητής Νοημοσύνης και Νευρωνικών Δικτύων καθώς και η Επεξεργασία Σημάτων. Ο τομέας εφαρμογής της εργασίας είναι ο Μη Καταστροφικός Έλεγχος και η Ακουστική Εκπομπή και η ίδια αποτελεί μια τέτοια εφαρμογή. Τα δεδομένα που επεξεργάστηκαν χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: σε εκείνα που δόθηκαν έτοιμα και σε εκείνα που προέκυψαν μετά από επεξεργασία. / This graduate project concerns the characterization of the acoustic emission of signals and their sources that have been exported through the process of characteristic parameters.The theoritical substratum of this project are scientific areas such as pattern recognition, artificial intelligence, neural network ,as well as signal processing.The sector which this project applicate is non-distractive testing and signal emission and the project itself consists such an application.The data that have been processed are divided in two categories:in this one where the data were already given and in that one where the data arised after process.

Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί βιβλιογραφική έρευνα πάνω στο επιστημονικό αντικείμενο της Ακουστικής Εκπομπής (ΑΕ) σαν μια από τις μεθόδους του Μη Καταστροφικού Ελέγχου (ΜΚΕ) και υλοποίηση της μεθόδου εντοπισμού της θέσης πηγής ΑΕ στο προγραμματιστικό περιβάλλον Matlab. Στην εργασία γίνεται αναφορά στις πιο διαδεδομένες μεθόδους του ΜΚΕ, στα πλεονεκτήματα της ΑΕ έναντι των άλλων μεθόδων. Γίνεται παρουσίαση των τεχνικών της ΑΕ, με βάση την ιστορική εξέλιξή της, από την συμβατική τεχνική που αξιοποιεί κάποιες παραμέτρους του σήματος, για την «ποιοτική» εκτίμηση της καταπόνησης του υλικού, μέχρι τις σύγχρονες τεχνικές που αξιοποιούν τις υπολογιστικές ικανότητες που προσφέρουν οι Θ/Τ δίνοντας τη δυνατότητα για μια περισσότερο «ποσοτική» εκτίμηση του μεγέθους και του είδους της αστοχίας. Γίνεται αναφορά στη θεωρία της διάδοσης των κυμάτων σε λεπτές πλάκες, ακρογωνιαίο λίθο της επεξεργασίας των σημάτων με πιο εξελιγμένες υπολογιστικές μεθόδους στο πεδίο του χρόνου και της συχνότητας. Παρουσιάζεται η εφαρμογή της θεωρίας της διάδοσης των κυμάτων στα σύνθετα υλικά, των προβλημάτων που παρουσιάζει η τεχνική της ΑΕ σε αυτά, καθώς και η αξιοποίηση των νευρωνικών δικτύων, στην χωρίς επίβλεψη αναγνώριση του είδους της αστοχίας σε σύνθετα υλικά. Γίνεται αναφορά στον μετασχηματισμό κυματιδίου σαν τεχνική ανάλυσης των κυματομορφών της ΑΕ. Τέλος παρουσιάζεται το πρόβλημα του εντοπισμού της θέσης της πηγής της ΑΕ, όπου υλοποιείται η μέθοδος που αξιοποιεί τους χρόνους άφιξης του σήματος στους αισθητήρες για τον υπολογισμό της θέσης της πηγής. Αναφέρονται οι σημαντικότερες και πιο πρόσφατες εργασίες της διεθνούς βιβλιογραφίας και σχολιάζονται οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή συμπερασμάτων για το είδος και την θέση της αστοχίας. / The thesis is a search about the techniques of acoustic emission. It refers to algorithms for finding the source location af acoustis emission. Finally, a new algorithm made on MATLAB environment is introduced.

Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας πραγματοποιείται μελέτη και υλοποίηση μεθοδολογιών εντοπισμού Ακουστικής Εκπομπής (ΑΕ) στα πλαίσια του Μη Καταστροφικού Ελέγχου (ΜΚΕ). Αρχικά παρουσιάζονται οι γενικότερες κατηγορίες μεθόδων ΜΚΕ και γίνεται μια κριτική ανάλυση των δημοφιλέστερων. Επίσης γίνεται αναφορά στο φαινόμενο του πιεζοηλεκτρισμού καθώς και των βασικότερων χαρακτηριστικών των πιεζοηλεκτρικών αισθητήρων που χρησιμοποιούνται ευρέως για την μέτρηση σημάτων ΑΕ. Εν συνεχεία πραγματοποιείται μια εκτενής αναφορά στη μέθοδο της ΑΕ, παρουσιάζοντας τα πλεονέκτημα και μειονεκτήματα της μεθόδου, τον τρόπο παραγωγής και διάδοσης των ακουστικών κυμάτων, τα φαινόμενα της εξασθένισης και της ταχύτητας διάδοσης καθώς και τον απαραίτητο εξοπλισμό για την μέτρηση των σημάτων ΑΕ. Αναφέρονται τα είδη σημάτων ΑΕ, οι βασικές παράμετροι που χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για τον εντοπισμό και ανάλυση αστοχιών καθώς και θεωρητικά μοντέλα για την προσομοίωση τέτοιων σημάτων στο Η/Υ. Εν συνεχεία αναλύεται το σημαντικό θέμα του εντοπισμού της θέσης της ακουστικής εκπομπής εξετάζοντας διάφορες μεθοδολογίες που έχουν αναπτυχθεί στην βιβλιογραφία. Οι μέθοδοι χρησιμοποιούν τους χρόνους άφιξης των σημάτων ή κάποιων χαρακτηριστικών αυτών για να υπολογίσουν την απόσταση αισθητήρων – πηγής και τελικά την θέση της πηγή. Τέλος παρουσιάζεται και αξιολογείται μεθοδολογία εντοπισμού της θέσης της ΑΕ υπολογίζοντας τους διαφορετικούς χρόνους άφιξης των φασματικών συνιστωσών του σήματος σε ένα αριθμό αισθητήρων. Αρχικά αναπτύχθηκε αλγόριθμος για τον υπολογισμό των χρόνων άφιξης των φασματικών χαρακτηριστικών χρησιμοποιώντας τα φίλτρα Goertzel. Ο αλγόριθμος υλοποιήθηκε σε υπολογιστικό μοντέλο (μέσω του λογισμικού MATLAB ) και αξιολογήθηκε για διαφορετικές θέσεις της πηγής. Σε κάθε περίπτωση η μέθοδος υπολογίζει με μεγάλη ακρίβεια τους χρόνους άφιξης των χαρακτηριστικών . Έχοντας μετρήσει τους χρόνους άφιξης οι κανονικοποιημένες αποστάσεις υπολογίζονται ελαχιστοποιώντας την συνάρτηση τετραγωνικού σφάλματος μεταξύ των πραγματικών χρόνων και των μετρούμενων χρόνων των φασματικών συνιστωσών και τέλος η ακριβής θέση της πηγής υπολογίζεται αναλυτικά ελαχιστοποιώντας την συνάρτηση τετραγωνικού σφάλματος μετρούμενων και πραγματικών αποστάσεων πηγής και αισθητήρων. Οι παραπάνω αλγόριθμοι υλοποιήθηκαν σε υπολογιστικά μοντέλα και αξιολογήθηκαν σε διάφορα υπολογιστικά πειράματα. Στα παραπάνω πειράματα δοκιμάζονται οι αλγόριθμοι για διαφορετικές θέσεις πηγής και αισθητήρων στο επίπεδο και τον χώρο. Επίσης αναλύεται η επίδραση του θορύβου των μετρήσεων προσθέτοντας λευκό Γκαουσιανό θόρυβο στις αρχικές παραμέτρους.Εδώ πρέπει να εξεταστεί η τροποποίηση του αλγορίθμου και η χρήση παραπάνω αισθητήρων για την μείωση της επίδρασης του θορύβου. / The objective of this thesis is the study and implementation of several methods for the Acoustic Emission (AE) source location. The thesis starts with a critical survey of several Non Destructive Testing (NDT) techniques as well as with a presentation of the basic characteristics of piezoelectric sensors. An extensive presentation of the AE method follows, including topics as the advantages and disadvantages of the method, acoustic emission sources and propagation of AE waves, attenuation and wave velocity, instrumentation. The different types of AE source signals as well as their basic parameters used to detect and identify several structural faults are reported. The methods of AE source location are analyzed. Most of methods use AE signals or signal characteristics Time of Arrival (TOA) to estimate the distances between the source and the sensors and finally the exact source location. Finally, an algorithm for calculation of TOA of several frequencies on different sensors is developed. The algorithm uses Goertzel filters on a moving window of the original signal to identify the TOA of different frequencies. Algorithm is implemented in MATLAB and its performance is evaluated using different source – sensors configurations. In all cases algorithm estimates with high accuracy the TOA . Based on the estimated TOA the normalized distances are estimated by minimizing the Sum of Square Errors (SSE) between the calculated and the real TOA and finally, the AE source location is estimated by minimizing the SSE between the calculated and the real distances between sensors and the AE source. The above algorithms are implemented in MATLAB as well, and their performance is evaluated for different configurations and noise levels.

Combining good material properties and low weight, composites have become increasingly popular over the past decades among conventional, well-studied engineering materials. With their anisotropic nature and laminated structure allowing for enhanced design potential compared to metals, the widening use of composites in operating structures has turned the need for reliable inspection and condition assessment into an issue of great importance. Unlike metals, failing due to a propagating critical crack, the inhomogeneous and anisotropic nature of composites renders a more complicated behavior: composite structures bear the applied design loads during the entire service life, while damage accumulates. High damage tolerance is thus another important advantage over metals. The main source of damage in a composite is mechanical and/or environmental loading. Several failure mechanisms are encountered during service: matrix cracking, debonding of the fibre-matrix interface, delaminations and fibre breakage are common damage modes. Although this is their actual temporal sequence in general, propagation and coalescence of failure mechanisms are often simultaneous and therefore, damage in the composite can be regarded as the superposition of various failure modes. Damage accumulation, either localized or distributed throughout the volume of the composite, leads to degradation of the composite material mechanical properties. Matrix cracking is one of the major damage mechanisms encountered in FRP composites during service. Although seemingly less critical than delaminations and fibre breakage, propagation and coalescence of matrix cracks precede and promote more severe damage modes. Characteristic consequences of matrix-dominated failure are debondings at the trailing edge or between stiffening components and the skin, in wind turbine rotor blades, and also material degradation due to ingress of fluids, in composite pipes. However, since formation of matrix cracks begins at sub-critical loading stages, appropriate non-destructive tools should contribute to reliable damage assessment throughout service. Aiming to damage assessment in composite materials, non-destructive inspection (NDI) relished rapid and broad development. Acoustic emission and acousto-ultrasonics are listed among well-established NDI techniques. These acoustic methods are able to reflect the integrated damage state of a structure. The scope of this dissertation is NDI assessment of distributed damage in glass/epoxy (Gl/Ep) fibre-reinforced (FRP) composites, using acoustic emission and acousto-ultrasonics. Most research on the use of acoustic methods for non-destructive inspection is concentrated on the detection of localized defects, generated either during fabrication or in-service. A considerable amount of publications is also focused on the more complicated, distributed damage, e.g. due to fatigue. In most cases, however, acoustic emission and acousto-ultrasonics are not suggested as stand-alone tools, but are rather used to indicate qualitative trends or to complement other methods in the investigation of damage progression. Although a common outcome from this approach is that AE and AU signal parameters are, in general, correlated with damage accumulation, no robust models for remaining life or strength prediction have been proposed. Such NDI tools for the assessment of strength degradation, due to fatigue, in fibre-reinforced composites, exclusively via acoustic non-destructive measurements, are proposed in the present work. Reliable engineering models, based on acoustic emission and acousto-ultrasonic measurements, are established and validated in dedicated chapters. Residual strength prediction in composite specimens, featuring matrix cracking due to fatigue, is thus accomplished. This thesis is based on experimental work performed on an improved Gl/Ep composite, used in the manufacturing of new generation wind turbine rotor blades. The work included thorough material characterization as well as a dedicated experimental series aiming to understand, model and assess the axial, transverse and shear strength degradation of the unidirectional composite. Besides preliminary and benchmark testing, the exhaustive experimental schedule included 713 valid mechanical tests. From these 713 specimens, 222 were tested in tension/compression, 236 were subjected to constant-amplitude fatigue loading and 29 to spectrum loading. Another 217 specimens were used to investigate strength degradation due to constant-amplitude loading and 9 due to variable-amplitude loading. To execute this grand experimental plan, our 4-member team occupied 3 testing machines for 52 months. Although scrupulous indeed, the material characterization stage was just a prerequisite for the residual strength experimental task. In common practice, residual strength tests are a combination of a damaging process, e.g. fatigue loading, and a static test to failure. However, the aim of this dissertation was strength degradation assessment using non-destructive techniques. Residual strength tests were thus accompanied with acoustic emission monitoring, stiffness degradation measurements and acousto-ultrasonic scanning. This increased the duration of the experiments at least 4-fold, while rendering the procedure much more complicated. However, a unique database was formed, including data from all discrete steps. This extensive and combined information is a novel contribution in the field of non-destructive inspection. Acoustic emission monitoring and acousto-ultrasonic measurements were herein used to assess material strength degradation due to fatigue-induced matrix cracking. The goal was accomplished with remarkable success and reliable engineering AE and AU-based models were introduced. These validated schemes were based on the largest experimental database so far produced. Moreover, the proposed models were generalized, i.e. applicable in all damage states examined. As obvious this could seem for acousto-ultrasonics, this is not the case regarding acoustic emission measurements. Thus, from the acoustic emission side, this generalization renders an original contribution. AE-based models proved able to assess tensile and also compressive strength degradation. This is another novel achievement. In this thesis, the proposed AE models were superior to the respective descriptor-based AU schemes. However, although performance of the second, using novel descriptors, was more than adequate, wave propagation in the specimen under consideration was also studied. This area failed to produce new descriptors or schemes, however indicated damage-associated qualitative trends in the recorded signals. Several issues related to the acousto-ultrasonic experimental technique were underlined and the complexness of the problem depicted. The experiments presented herein were performed in the frame of EC research project "OPTIMAT BLADES: Reliable Optimal Use of Materials for Wind Turbine Rotor Blades", ENK6-CT-2001-00552. Partial funding was provided by the Greek Secretariat for Research and Technology, F.K. 6660. It is emphasized that no other partner of the OPTIMAT BLADES project, engaged in non-destructive condition assessment, managed to propose successful engineering NDT models. / Συνδυάζοντας καλές μηχανικές ιδιότητες με το χαμηλό τους βάρος, τα σύνθετα υλικά αποδεικνύονται εξαιρετικά δημοφιλή σε σχέση με τα συμβατικά, κατά κόρον χρησιμοποιούμενα υλικά. Με την ανισότροπη φύση και την πολύστρωτη δομή τους να προσδίδουν επιπλέον δυνατότητες στο σχεδιασμό σε σύγκριση με τα μέταλλα, η διευρυνόμενη χρήση συνθέτων υλικών σε κατασκευές καθιστά την αξιόπιστη επιθεώρηση και εκτίμηση της δομικής τους ακεραιότητας ένα θέμα καταλυτικής σημασίας. Σε αντίθεση με τα μεταλλικά υλικά, που αστοχούν εξ’ αιτίας της διάδοσης μιας κρίσιμης ρωγμής, η ανομοιογενής και ανισότροπη φύση των συνθέτων παρουσιάζει πολυπλοκότερη συμπεριφορά: οι κατασκευές από σύνθετα υλικά υπόκεινται στα επιβαλλόμενα φορτία καθ’ όλη την προβλεπόμενη διάρκεια λειτουργίας τους, οπότε και η βλάβη συσσωρεύεται. Η υψηλή ανοχή στη βλάβη αποτελεί ένα επιπλέον πλεονέκτημα σε σύγκριση με τα μέταλλα. Την κύρια αιτία δημιουργίας βλάβης σε ένα σύνθετο υλικό αποτελεί η μηχανική και/ή περιβαλλοντική φόρτιση. Διάφοροι μηχανισμοί αστοχίας απαντώνται κατά τη λειτουργία: η ρηγμάτωση της μήτρας, η αποκόλληση στη διαπιφάνεια ίνας-μήτρας, οι αποκολλήσεις διαδοχικών στρώσεων και η θραύση ινών αποτελούν συνήθεις τρόπους αστοχίας. Παρ’ όλο που αυτή είναι εν γένει και η χρονική τους ακολουθία, η διάδοση και η συνένωση τρόπων αστοχίας είναι συχνά ταυτόχρονες και επομένως η βλάβη σε ένα σύνθετο μπορεί να θεωρηθεί ως η συμβολή διαφόρων μηχανισμών αστοχίας. Η συσσώρευση της βλάβης, είτε τοπική είτε κατανεμημένη στον όγκο του συνθέτου, οδηγεί στην υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων του υλικού. Η ρηγμάτωση της μήτρας αποτελεί έναν από τους κύριους μηχανισμούς αστοχίας που απαντώνται σε ινώδη σύνθετα υλικά κατά τη διάρκεια λειτουργίας τους. Αν και λιγότερο κρίσιμη φαινομενικά από τις αποκολλήσεις στρώσεων και τη θραύση ινών, η διάδοση και συνένωση ρωγμών στη μήτρα προηγείται και επισπεύδει σοβαρότερους τρόπους αστοχίας. Χαρακτηριστικά παραδείγματα συνεπειών της αστοχίας από ρηγμάτωση της μήτρας αποτελούν οι αποκολλήσεις των ενισχυτικών δοκίδων στα πτερύγια ανεμογεννητριών καθώς και η υποβάθμιση του υλικού λόγω εισροής υγρών, σε σωληνώσεις από σύνθετο υλικό. Ωστόσο, αφού η έναρξη δημιουργίας ρωγμών στη μήτρα παρατηρείται σε υποκρίσιμα επίπεδα φορτίου, κατάλληλα μη καταστροφικά εργαλεία αναμένονται να είναι αποτελεσματικά στην αξιόπιστη και έγκαιρη εκτίμηση της συσσώρευσης βλάβης κατά τη λειτουργία. Με σκοπό την εκτίμηση της βλάβης στα σύνθετα υλικά, η ανάπτυξη μη καταστροφικών μεθόδων ελέγχου (ΜΚΕ) ήταν ταχύτατη και ευρεία. Ανάμεσα στις συνήθεις μεθόδους ΜΚΕ συγκαταλέγονται και οι ακουστικές, όπως η ακουστική εκπομπή και οι ακουστο-υπέρηχοι. Οι μέθοδοι αυτές δύνανται να εκφράσουν τη γενικευμένη δομική ακεραιότητα της κατασκευής. Η διατριβή αυτή αποσκοπεί στην εκτίμηση, με μη καταστροφικούς τρόπους και συγκεκριμένα με τις παραπάνω ακουστικές μεθόδους, της κατανεμημένης βλάβης σε δοκίμια από εποξειδική ρητίνη ενισχυμένη με μακριές ίνες υάλου. Οι περισσότερες έρευνες πάνω στη χρήση ακουστικών μεθόδων ΜΚΕ εστιάζουν στον εντοπισμό τοπικών ατελειών, που δημιουργούνται είτε κατά την παραγωγική διαδικασία είτε κατά τη λειτουργία. Ένας σημαντικός αριθμός εργασιών επίσης αφορά την πολυπλοκότερη, κατανεμημένη βλάβη, παραδείγματος χάριν λόγω κόπωσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, όμως, η ακουστική εκπομπή και οι ακουστο-υπέρηχοι δεν συνιστώνται ως αυτόνομα εργαλεία, αλλά μάλλον χρησιμοποιούνται για να αναδείξουν ποιοτικές τάσεις ή να συμπληρώσουν άλλες μεθόδους στη διερεύνηση της συσσώρευσης της βλάβης. Αν και ένα σύνηθες συμπέρασμα της προσέγγισης αυτής είναι πως οι χαρακτηριστικές παράμετροι που προκύπτουν από τα σήματα ακουστικής εκπομπής και ακουστο-υπερήχων συσχετίζονται εν γένει με τη δομική ακεραιότητα, αξιόπιστα πρότυπα εκτίμησης εναπομένουσας αντοχής ή ζωής δεν έχουν προταθεί. Τέτοια εργαλεία ΜΚΕ για την πρόβλεψη της υποβάθμισης της αντοχής, λόγω κοπωτικής φόρτισης, σε ινώδη σύνθετα υλικά, χρησιμοποιώντας αποκλειστικά μετρήσεις από ακουστικές μεθόδους, προτείνονται στην παρούσα εργασία: αξιόπιστα μηχανιστικά πρότυπα, βασισμένα στις μετρήσεις ακουστικής εκπομπής και ακουστο-υπερήχων εμπεδώνονται και αξιολογούνται σε ειδικά αφιερωμένα κεφάλαια. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται εκτίμηση της εναπομένουσας αντοχής σε δοκίμια από σύνθετο υλικό με ρηγμάτωση της μήτρας λόγω κόπωσης. Το πειραματικό μέρος της εργασίας πραγματοποιήθηκε σε ένα βελτιωμένο σύνθετο από εποξειδική ρητίνη ενισχυμένη με μακριές ίνες υάλου, που χρησιμοποιείται στην παραγωγή πτερυγίων ανεμογεννητριών νέας γενιάς. Περιελάμβανε πλήρη χαρακτηρισμό του υλικού καθώς και μια στοχευμένη πειραματική σειρά με σκοπό την κατανόηση, προσομοίωση και εκτίμηση της υποβάθμισης της αξονικής, εγκάρσιας και διατμητικής αντοχής της μονοαξονικής στρώσης. Εκτός από τις προκαταρκτικές δοκιμές που απαιτήθηκαν, το εκτενές πειραματικό πρόγραμμα αποτελούταν από 713 πειράματα. Από αυτά, 222 ήταν σε στατικό εφελκυσμό/θλίψη, 236 σε κοπωτική φόρτιση σταθερού εύρους και 29 σε φασματική φόρτιση. Επιπλέον, 217 δοκίμια χρησιμοποιήθηκαν στη διερεύνηση της υποβάθμισης της αντοχής λόγω κοπωτικής φόρτισης σταθερού εύρους και 9 λόγω κοπωτικής φόρτισης μεταβαλλόμενου εύρους. Για την πραγματοποίηση των πειραμάτων, η τετραμελής ερευνητική μας ομάδα απασχόλησε 3 μηχανές δοκιμών για 52 μήνες. Η εκτεταμένη διαδικασία χαρακτηρισμού του υλικού ήταν απαραίτητη στο μετέπειτα έργο της διερεύνησης της εναπομένουσας αντοχής. Σύμφωνα με τη συνήθη πρακτική, τα πειράματα εναπομένουσας αντοχής αποτελούνται από μια διαδικασία εισαγωγής βλάβης, παραδείγματος χάριν μια κοπωτική φόρτιση, και μία στατική δοκιμή έως τη θραύση. Ωστόσο, ο σκοπός της συγκεκριμένης διατριβής ήταν η πρόβλεψη εναπομένουσας αντοχής με μη καταστροφικούς τρόπους. Τα πειράματα, λοιπόν, συνοδεύτηκαν από καταγραφή ακουστικής εκπομπής, μετρήσεις υποβάθμισης της δυσκαμψίας και δοκιμές ακουστο-υπερήχων. Αυτό οδήγησε σε αύξηση του πειραματικού χρόνου τουλάχιστον τετράκις, καθιστώντας ταυτόχρονα την ακολουθούμενη διαδικασία αρκετά πολυπλοκότερη. Δημιουργήθηκε όμως μια μοναδική στο είδος της βάση δεδομένων, περιλαμβάνοντας δεδομένα από όλα τα επιμέρους βήματα. Αυτή η ευρύτατη και συνδυασμένη πληροφορία αποτελεί καινοτόμο συνεισφορά στο πεδίο του μη καταστροφικού ελέγχου. Η ακουστική εκπομπή και οι ακουστο-υπέρηχοι χρησιμοποιήθηκαν, στην εργασία αυτή, στην εκτίμηση της υποβάθμισης της αντοχής του υλικού από ρηγμάτωση στη μήτρα λόγω κοπωτικής φόρτισης. Ο σκοπός επιτεύχθηκε με αξιοσημείωτη επιτυχία με την εισαγωγή αξιόπιστων εμπειρικών προτύπων βασισμένων σε μετρήσεις ακουστικής εκπομπής και ακουστο-υπερήχων. Επιπλέον, τα προτεινόμενα πρότυπα ήταν γενικευμένα, δηλαδή εφαρμόσιμα σε όλες τις επιμέρους περιπτώσεις βλάβης που εξετάστηκαν. Όσο προφανές αυτό φαίνεται στην περίπτωση των ακουστο-υπερήχων, για την ακουστική εκπομπή αποτελεί καινοτόμο συνεισφορά. Επιπρόσθετα, τα πρότυπα ακουστικής εκπομής αποδείχτηκαν ικανά να εκτιμήσουν τόσο την εφελκυστική όσο και τη θλιπτική εναπομένουσα αντοχή των δοκιμίων, πράγμα που επίσης αποτελεί καινοτομία. Στην παρούσα διατριβή, τα προτεινόμενα πρότυπα ακουστικής εκπομπής αποδείχτηκαν ανώτερα σε επίδοση από τα προερχόμενα από μετρήσεις ακουστο-υπερήχων. Ωστόσο, η επίδοση και των δεύτερων, χρησιμοποιώντας νέες χαρακτηριστικές παραμέτρους, ήταν πολύ ικανοποιητική. Στο πλαίσιο αυτό μελετήθηκε επίσης η κυματική διάδοση στο υπό εξέταση δοκίμιο. Από το πεδίο αυτό δεν προέκυψαν νέες παράμετροι ή πρότυπα, όμως από την ανάλυση των καταγεγραμμένων σημάτων διαπιστώθηκαν ποιοτικές τάσεις σχετικές με τη συσσωρευμένη βλάβη. Αρκετά θέματα υπογραμμίστηκαν αναφορικά με το πειραματικό σκέλος των δοκιμών ακουστο-υπερήχων και τονίστηκε η πολυπλοκότητα του προβλήματος. Οι δοκιμές που παρουσιάζονται εδώ πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο του Ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος "OPTIMAT BLADES: Reliable Optimal Use of Materials for Wind Turbine Rotor Blades", ENK6-CT-2001-00552. Μερική χρηματοδότηση δόθηκε από τη Γενική Γραμματεία Έρευνας & Τεχνολογίας, Φ.Κ. 6660. Επισημαίνεται πως κανείς από τους συνεργάτες του προγράμματος οι οποίοι εφάρμοσαν τεχνικές ΜΚΕ, δεν κατόρθωσε να προτείνει οποιοδήποτε συναφές πρότυπο.

Η Ακουστική Εκπομπή είναι μία μέθοδος αναγνώρισης και εντοπισμού αστοχιών σε υλικά ή/και κατασκευές είτε κατά τη διάρκεια χρήσης ή λειτουργίας τους είτε με την άσκηση δύναμης σε αυτά. Με άλλα λόγια, με την τεχνική αυτή μπορούμε να προσδιορίσουμε το πότε και το πού μία αστοχία έχει πραγματοποιηθεί, όταν το αντικείμενο που εξετάζουμε είναι σε λειτουργία ή του ασκούμε κάποια πίεση. Στη διπλωματική αυτή εργασία, στόχος μας είναι η ανάπτυξη ειδικού λογισμικού για τον εντοπισμό αστοχιών σε υπό εξέταση αντικείμενα με τη χρήση ενός και μόνο αισθητήρα. Το εγχείρημα αυτό είναι ιδιαιτέρως ενδιαφέρον και τα αποτελέσματά του χρήσιμα, αφού σε αυτό προσπαθούμε να εντοπίσουμε πηγές αστοχιών χρησιμοποιώντας λιγότερο εξοπλισμό απ’ ότι συνηθίζεται, απλά με έναν αισθητήρα και ένα προγραμματιζόμενο ενσωματωμένο σύστημα. Έτσι, το κόστος κατασκευής είναι μικρό και εξοικονομείται χώρος για την εγκατάσταση του εξοπλισμού. / The Acoustic Emission is a method that we use in order to recognize and locate failures in materials or/and structures either while we are using them or they are operating or by exerting force upon them. In other words, implementing this technique, we are able to identify when and where a discontinuity has occurred while either the object, we examine, is working or we are pressing it. In this way, as we become aware of the exact place and extent of defects of useful objects at the time they happen, we are able to refit them readily. In this thesis, our goal is to configure a program for locating discontinuities in objects, which we examine, by the usage of a single sensor. This project is particularly interesting and the results that have been come out of it are useful as well, since we try to locate the sources of these failures by making use of less equipment than it is expected to; merely with a single sensor and one programmable embedded system. Therefore, the cost of the whole construction is little and we are in need of less space for the equipment to be established.

Στη συγκεκριμένη εργασία ασχολήθηκα με την εκτίμηση της συνάρτησης πυκνότητας πιθανότητας παραμέτρων που προέρχονται από σήματα πηγών ακουστικής εκπομπής που επεξεργάστηκα. Στο θεωρητικό κομμάτι το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσίασαν ο Μη Καταστροφικός Έλεγχος και η Ακουστική Εκπομπή, καθώς και οι εφαρμογές τους. Τα δεδομένα που επεξεργάστηκα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: σε εκείνα που μου δόθηκαν έτοιμα και σε εκείνα που λήφθηκαν μετά από μετρήσεις. Στην επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος πρόβλεψης-μεγιστοποίησης, τον οποίο μελέτησα θεωρητικά και με βάση τον οποίο εξάχθηκαν οι παράμετροι για κάθε σήμα. Έχοντας βρει τις παραμέτρους, προχώρησα στην ταξινόμηση των σημάτων σε κατηγορίες με βάση τη θεωρία της αναγνώρισης προτύπων. Στο τέλος της εργασίας παρατίθεται το παράρτημα με τα αναλυτικά αποτελέσματα, καθώς και η βιβλιογραφία που χρησιμοποίησα. / In this diploma paper the subject was the calculation of the probability density function of parameters which come from signals of sources of acoustic emission. In the theoritical part, the chapters with the greatest interest were Non Destructive Control and Acoustic Emission and their applications. The data which were processed are divided in two categories: those which were given without requiring any laboratory research and those which demanded laboratory research. The expectation-maximization algorithm, which was used in the process of the laboratory data, was the basis for the calculation of the parameters of each signal. Having calculated the parameters, the signals were classified in categories according to the theory of pattern recognition. In the end of the paper, the results and the bibliography which was used are presented.

Η συσσώρευση της βλάβης σε σύνθετα υλικά κεραμικής μήτρας που υπόκεινται σε μηχανική φόρτιση είναι ένα ζήτημα που δεν έχει απαντηθεί ικανοποιητικά μέχρι σήμερα. Η βασικότερη αντικειμενική δυσκολία στο πρόβλημα αυτό είναι ο τρόπος προσέγγισης και προσδιορισμού της βλάβης στα σύνθετα υλικά καθώς πρόκειται για πολυπαραμετρικό πρόβλημα. Επίσης τίθεται το ζήτημα του τρόπου παρακολούθησης της βλάβης. Οι μη καταστρεπτικοί έλεγχοι αποτελούν μια πολύ καλή επιλογή για την παρακολούθηση και τη μελέτη της εξέλιξης της βλάβης. Ο βασικός σκοπός της εργασίας αυτής είναι η μελέτη της εξέλιξης της βλάβης και των μηχανισμών αστοχίας στα υλικά αυτά με τη χρήση δύο διαφορετικών τεχνικών μη καταστροφικών ελέγχων (Aκουστική Eκπομπή AE και Aκουστο-Yπέρηχο AY) κατά τη διάρκεια μηχανικών δοκιμών, καθώς επίσης και η εύρεση ποσοτικών δεικτών ικανών να παρακολουθούν τα διάφορα επίπεδα βλάβης του υλικού. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις μεθοδολογίες επεξεργασίας των σημάτων που προκύπτουν από κάθε τεχνική. Στην κατεύθυνση αυτή δοκιμάστηκαν τρεις τύποι υλικών C/C με ενίσχυση τύπου υφάσματος. Η διαφοροποίηση από τύπο σε τύπο υλικού έγκειται στις διαφορετικές ιδιότητες της διεπιφάνειας που επέλεξε ο κατασκευαστής να προσδώσει χωρίς να διατεθούν περαιτέρω λεπτομέρειες (βιομηχανικό απόρρητο). Παράλληλα, από τα αποτελέσματα της εφαρμογής των διαφορετικών μεθοδολογιών επεξεργασίας των σημάτων που προέκυψαν από κάθε μη καταστροφική μέθοδο, επιχειρείται η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τον τρόπο που οι διαφορετικές ποιότητες της διεπιφάνειας επηρεάζουν τους μηχανισμούς συσσώρευσης βλάβης στα υπό εξέταση υλικά. Αναλυτικότερα οι στόχοι που επιδιώχθησαν στο πλαίσιο της διατριβής είναι οι ακόλουθοι: • Εκτέλεση ειδικά επιλεγμένων μηχανικών δοκιμών σε τρία είδη συνθέτων υλικών C/C με ενίσχυση τύπου υφάσματος, που δίδουν τη δυνατότητα ανάπτυξης βλάβης πολλαπλών επιπέδων στη δομή του υλικού • Χρήση μη καταστροφικών μεθόδων όπως η ακουστική εκπομπή (AE) και οι ακουστο-υπέρηχοι (AU) για την παρακολούθηση της βλάβης που αναπτύσσεται και εξελίσσεται κατά τη διάρκεια των μηχανικών δοκιμών • Αναγνώριση των μηχανισμών αστοχίας και εξέλιξης της βλάβης έπειτα από επεξεργασία των σημάτων ΑΕ • Ανάπτυξη και εφαρμογή καινοτόμων τεχνικών επεξεργασίας για τα σήματα του ΑΥ βασιζόμενες στο μετασχηματισμό κυματιδίων • Ανάπτυξη ποσοτικών δεικτών για την παρακολούθηση της συσσώρευσης της βλάβης από την επεξεργασία των σημάτων του ΑΥ • Εξαγωγή συμπερασμάτων για τον τρόπο που η διαφοροποίηση στις τελικές ιδιότητες της διεπιφάνειας επηρεάζει τον τρόπο εξέλιξης και συσσώρευσης στα υπό εξέταση υλικά / The accumulation of damage in compοsite materials of ceramic matrix under mechanic loading is a topic that has not been answered satisfactorily up to today. The most basic objective difficulty in this problem is the way of approach and determination of damage in compοsite materials as it is a multiparametric problem. The question of the way of monitoring the damage is also rised. Non destructive testing constitutes of a very good choice for the monitoring and the study of the development of damage. The basic aim of this work is the study of development of damage and the failure mechanisms in composite materials with the use of two different techniques of not destructive techniques (Acoustic Emission AE and Acousto-Ultrasonic AU) during the mechanical testing, as well as the development of quantitative indicators capable of monitoring the various levels of damage of the material. Particular accent is given in the signal processing methodologies for the signals that result from each technique. To this direction three types of woven C/C composite material were tested. The differentiation in type of material lies in the different interfacial properties that the manufacturer selected without further details (industrial secrecy). At the same time, from the results of the application of the different signal processing methodologies that resulted from each non destructive method, conclusions are attempted to be exported with regard to the way that the different interfacial qualities influence the mechanisms of accumulation of damage. More analytically the objectives that were sought in the frame of this thesis are as follows: • Implementation of specifically selected mechanical tests in the three types of the woven composite C/C materials, that give the ability of development of multiple level damage in the structure of materials • Use of non destructive methods as the acoustic emission (AE) and the acousto-ultrasonics (AU) for the monitoring of damage that is developed during the mechanical tests • Recognition of the material’s failure mechanisms after the processing of AE signals • Development and application of innovative techniques for the processing of AU signals based on the wavelet transform • Development of quantitative indicators for the monitoring of damage accumulation from the processing of AU signals • Export of conclusions on the way that the differentiation in the final interfacial properties influences the way of development and accumulation of damage in the under review materials